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乙烯装置危险因素分析及其防范措施

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乙烯装置危险因素分析及其防范措施 乙烯装置流程长,且复杂,既有高温裂解反应,又有催化反应, 高温高压、低温负压,物料大多为甲类危险品,过程中使用碱、氨等 腐蚀性物质,物料中存在 H2S 等有毒气体,所以易发生事故。除出现 物料泄漏发生着火爆炸事故外,干燥剂粉尘、水合物等易造成冷箱冻 堵,热区和裂解炉还会出现结焦、聚合等堵塞事故发生。 (一)开停工危险因素分析和防范措施 1。开工危险因素分析和防范措施 乙烯装置开工过程,装置从常温、常压逐渐升温升压或降温减压, 最终达到各项正常指标。物料、公用工程等将逐步引人装置。需要经 历干燥、气密、压缩机试车一点火炬、燃料气接入、裂解炉点火升温 一调质油、水接人、循环、升温一丙烯、乙烯接人制冷压缩机开车、 机泵预冷一裂解炉投油、裂解气压缩机开车、碱洗、冷箱降温一甲烷 化开车、加氢开车等大量步骤和较长时间。物料引入、送出频繁,操 作参数波动较大,人员连续作业时间长,所以事故易发生。开工过程 步骤紧密相连,一环扣一环,应提前作好开工方案,按部就班进行。 各阶段易发生事故分析如下: (1)干燥、气密 干燥、气密是装置的开工准备。此段过程时间间隔长,部分在系 统引入物料后进行,低点大气排放此时不应进行,防止大量物料由于 阀门关闭不严窜人处于干燥过程的系统,物料泄漏容易发生火灾爆炸 事故。此类事故以前未出现,但有未遂时间,应引起重视。 (2)点火炬接燃料气 火炬点燃是乙烯装置正式进入开工阶段,必须保证该系统氮气置 换合格,防止通入可燃气后点火爆鸣。开工初期物料排放量小,氮气 排放量大,应控制氮气排放,防止吹灭火炬。 (3)裂解炉点火升温 裂解炉在每次点火升温前,均应炉膛置换,测爆合格方可点火。 对于 KTI 设计的裂解炉在点火前必须进行气密实验,可以有效地防止 燃料气泄漏进炉膛,点火爆鸣。而其他炉型没有此功能设计,所以多 点测爆是必须的,尤其是联锁停炉后的恢复点火,如果炉膛温度低于 燃料气的燃点时必须测爆。此类事故曾多次发生于国内外同类装置。 另外联锁动作后切断阀门未动作或动作不严,致使裂解炉飞温烧毁炉 管的事情也曾有发生。 (4)接乙烯、丙烯 首先必须保证该系统露点分析合格,否则低温物料接人容易出现 管线、阀门冻堵。轻物料接入时节流降温,会使系统材料处在低于正 常使用温度以下,严重时发生冷脆,物料将大面积泄漏发生火灾爆炸 等事故。接人轻组分物料,尤其是接人液相时,必须保证系统事先气 相充压完毕。 (5)压缩机暖机升速 蒸汽暖管、暖机应充分排凝,防止水锤。暖机不合格时如果升速 会因叶轮温度不均匀而压缩机振动超过标准,甚至毁坏叶轮。升速过 程应尽量避免在临界区域停留,压缩机喘振是该段过程中容易出现的 最大问题。喘振不仅会损坏压缩机本身,而且容易使系统内管线焊口、 法兰撕裂,发生物料泄漏,延误开工甚至着火爆炸。目前调速控制基 本上都预设临界区域的升速速率,解决了人为升速过程可能发生的问 题。 (6)裂解炉投油 裂解炉由热备转入投料,此过程需将蒸汽切人汽油分馏塔,切换 过程操作不当,将使裂解气或塔内汽油蒸汽窜出,进人大气,既造成 污染又可能着火。 (7)机泵预冷、乙烯出料 由于开工需要乙烯,填充乙烯精馏塔、给压缩机开车提供密封气, 所以乙烯出料提前投用,出料泵预冷时间或盘车不充分,则预冷不均 匀,机泵密封易泄漏。乙烯在丙烯压缩机开车前的汽化必须由低压蒸 汽完成,一侧是 200℃的低压蒸汽,一侧是—30℃的液体乙烯,温差大, 换热器封头泄漏严重。遇火则蔓延,在冷区将酿成大祸。2002 年上海 某厂就是由于堵漏时引燃乙烯出料换热器而出现重大停工火险。 (8)裂解气送冷箱 碱洗合格后,裂解气逐级降温进入冷箱。由于乙烯压缩机吸人罐 为热虹吸式,切人时操 阼不当,乙烯压缩机出口压力控制不住,将联锁停车。 2.停工时危险分析与防范措施 装置停工是装置由正常操作状态逐渐降温、降压、降量的过程, 其操作参数变化较大,属于不稳定操作,操作不当会造成设备损坏、 着火爆炸,因此应重点注意。 (1)裂解炉切出汽油分馏塔前吹扫干净,防止原料油、急冷油排人 大气。同时切出操作必须保证裂解气大阀阀前压力高于阀后 0.05MPa, 否则裂解气反窜,排至大气引发火灾。 (2)汽油分馏塔等热油系统蒸煮、水洗过程,由于温度从较高点迅 速降下,补人适量的氮气是有益的,可以防止系统出现负压,损坏设 备。蒸煮可以将残存在填料层中的聚合物清洗干净,这些低聚物自燃 点较低,燃烧时热值较高,不易扑灭。曾经有打开人孔后自聚物自燃 将塔烧塌的事故案例发生,事故中 1 人死亡。 (3)碱洗塔在倒空后也进行蒸煮,不但除去其中的聚合物、碱,还 除去残存在塔内的 H2S,进入检修以前,除分析氧气含量、可燃气含 量以外,同时分析 H2S 含量。1992 年某乙烯装置曾在检修后期出现碱 洗塔清理过程中人员中毒事故。 (4)系统倒空时,先倒液后泄压,防止泄压过程中液体物料挥发造 成设备处于设计外低温,发生脆裂事故。排放火炬时应先排放轻物料, 后排重物料。可以避免轻物料排放时低温冻结重物料。 (5)冷区倒空置换过程应注意在无液体后接氮气,死角液体存在也 可能使局部压力超高,物料反窜进氮气,造成事故。 (6)装置回流罐尤其是重烃塔一定不要过满,否则回流罐顶安全阀 会在塔系统压力正常的情况下起跳。重烃进入火炬系统,由于燃烧不 完全,可能会下火雨。汽油在倒空过程中不易倒干净,一定要多次倒 液,尤其降温后进行倒液。 (7)含碳四各塔存积大量丁二烯、苯乙烯自聚物和共聚物,人孔开 启后,可能自燃,甚至爆炸。最好浇水使之润湿,1993 年北京某乙烯 曾出现清理过程燃烧、爆鸣事故。 (二)正常生产中危险因素分析及其防范措施 正常生产时系统相对稳定,但是不是一成不变的。装置需要进行 负荷的升降,外界条件影响、设备运行情况、季节变化、人员变化、 仪表可靠度等都对长周期运行发生影响。正常生产过程中仍存在许多 的危险,现就各单元的危险因素和防范措施分析如下: 1.



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